基于DSPBuilder的FIR濾波器的系統(tǒng)設(shè)計

4.3 基于DSPBuilder的濾波器仿真

輸入信號分別采用頻率f1=8KHz和f2=16KHz的兩個正弦信號進(jìn)行疊加。其中的仿真波形如圖3所示，從FIR濾波電路的仿真結(jié)果看出，輸入信號通過濾波器后輸出基本上變成單頻率的正弦信號，進(jìn)一步通過頻譜儀可看出f2得到了較大的抑制，與條件規(guī)定的fc=10.8kHz低通濾波器相符合，至此完成了模型仿真。

4.4 運(yùn)用Modelsim進(jìn)行功能仿真

在Simulink中進(jìn)行的仿真是屬于系統(tǒng)驗證性質(zhì)的，是對MDL文件進(jìn)行的仿真，并沒有對生成的VHDL代碼進(jìn)行過仿真。事實上，生成VHDL描述是RTL級的，是針對具體的硬件結(jié)構(gòu)的，而在Matlab的Simulink中的模型仿真是算法級（系統(tǒng)級）的，是針對算法實現(xiàn)的，這二者之間有可能存在軟件理解上的差異，轉(zhuǎn)換后的VHDL代碼實現(xiàn)可能與MDL模型描述的情況不完全相符，這就是需要針對生成的RTL級VHDL代碼進(jìn)行功能仿真。

在此，筆者利用Modelsim對生成的VHDL代碼進(jìn)行功能仿真。設(shè)置輸入輸出信號均為模擬形式，出現(xiàn)如圖4所示的仿真波形，可以看到這與Simulink里的仿真結(jié)果基本一致，即可在QuartusⅡ環(huán)境下進(jìn)行硬件設(shè)計。

4.5 在FPGA器件中實現(xiàn)FIR濾波器

在QuartusⅡ環(huán)境中打開DSPBuilder建立的QuartusⅡ項目文件firl.qpf。在QuartusⅡ中進(jìn)行再一次仿真，由此可以看到符合要求時序波形，然后指定器件引腳并進(jìn)行編譯，最后下載到FPGA器件中，就可以對硬件進(jìn)行測試，加上CLCOK信號和使能信號，用信號發(fā)生器產(chǎn)生所要求的兩個不同頻率的正弦信號，就可以在示波器上看到濾波以后的結(jié)果，需要設(shè)計不同的濾波器電路時，僅修改FIR濾波模型文件就可以實現(xiàn)，這樣不僅避免了繁瑣的VHDL語言編程，而且便于進(jìn)行調(diào)整。

5 結(jié)束語

在利用FPGA進(jìn)行數(shù)字濾波器的開發(fā)時，采用DSPBuilder作為設(shè)計工具能加快進(jìn)度。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，受精度、速度和器件選擇方面的影響，可以對其轉(zhuǎn)化的VHDL進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。